叢枝菌根真菌(AMF)對烤煙生長及煙葉養分積累的影響

羅 杰， 朱春波， 董 清， 馬 駿

(1.黔西南州煙草公司興義市分公司， 貴州 黔西南 562400； 2.貴州省煙草公司黔西南州公司， 貴州 黔西南 562400)

烤煙是貴州省的主要經濟作物之一，是當地群眾脫貧及增收致富的重要支柱產業。近年來，由于土地資源稀缺及煙區轉移，烤煙連作現象較嚴重，導致煙地土壤理化性狀改變，養分嚴重失調，病蟲害逐年加重，煙株的田間長勢及煙葉產質量明顯下降[1-2]，給烤煙生產造成很大影響[3]。叢枝菌根(Arbuscular mycorrhiza，簡稱AM)是自然界中分布非常廣泛的一類菌根，叢枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi，簡稱AMF)可以與陸地上90%以上的植物根系共生，并建立相互有利、互為條件的生理整體，對生態環境修復具有非常重要的作用[4-5]。李秋玲等[6-8]研究表明，叢枝菌根真菌(AMF)可降解土壤中的有毒有機物，促進化學農藥的降解和轉化，降低土壤和農產品中化學農藥殘留量。煙草是AMF的共生植物之一，對菌根依賴性較強，容易與AMF共生[5]。AMF與烤煙根系形成菌根后，能活化根系周圍營養元素，提高養分利用率，促進煙株生長及鉀素積累[9-10]，增強其抗病性，提高抗逆性，改善根際微域環境，從而提高煙葉產量和產值[11-13]，改善煙葉品質[12]。

目前，關于AMF在烤煙生產上的應用研究主要集中在對烤煙幼苗生長、生理指標、營養元素吸收、大田生長及經濟性狀的影響等方面[9-13]，而對烤煙生長及煙葉主要養分積累的影響方面鮮見研究報道。為此，采用大田試驗方法，研究不同AMF對烤煙生長及煙葉養分積累的影響，以期為AMF在烤煙生產上的應用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

2018年4-9月在貴州省黔西南州貞豐縣者相基地(N 25°21′34″、E 105°27′47″)進行田間試驗，其地勢基本平坦，灌排方便；海拔1 259 m，屬于亞熱帶季風氣候，年平均氣溫17.96℃，年平均降水量1 348.17 mm，無霜期260～340 d，年日照時數1 201.02～1 740.34 h；植煙土壤為當地代表性黃壤，土壤pH 6.6，有機質43.14 g/kg，全氮2.13 g/kg，堿解氮131.26 mg/kg，有效磷14.46 mg/kg，速效鉀156.92 mg/kg。

1.2 材料

1.2.1 烤煙品種 供試烤煙品種為K326和紅花大金元(簡稱紅大)，均由云南玉溪中煙種子有限責任公司提供。

1.2.2 AMF菌株 BEG Number 171(簡稱BEG-171)和BEG Number 180(簡稱BEG-180)均為摩西球囊霉，均由貴州省煙草科學研究院分離、鑒定、保存；真菌菌劑是以白三葉草為寄主將原種擴大繁殖的含有白三葉草植物根段、相應菌根真菌孢子及根外菌絲體的根際土壤。

1.2.3 基質 烤煙漂浮育苗專用基質，由昆明愛摩爾科技開發有限責任公司生產。

1.2.4 育苗肥 育苗前期肥(N∶P2O5∶K2O=15∶20∶10)和育苗中后期肥(N∶P2O5∶K2O=8∶22∶18)，昆明愛摩爾科技開發有限責任公司生產。

1.3 方法

1.3.1 試驗設計 試驗共設3個處理，不接種AMF菌株為對照(CK)；T1，接種BEG-180；T2，接種BEG-171。BEG-180和BEG-171接種量均以其擴繁菌劑與育苗基質按1∶5(V∶V)比例充分混勻裝盤。3次重復，隨機區組排列，4行區，小區面積24 m2，2個烤煙品種共計18個小區。各處理煙株行距1.2 m，株距0.5 m，種植密度16 500 株/hm2，2018年4月28日移栽，9月11日采收結束；氮、磷、鉀肥施用量與當地煙葉生產一致[14]，菌根苗的培育管理措施按當地常規漂浮育苗技術規程執行，其余田間管理措施按當地優質煙葉生產技術規范執行。

1.3.2 項目考察與測定

1) 根系侵染率。大田移栽6周后，用酸性品紅法測定菌根苗的真菌侵染率，采用根段頻率標準法[15-16]，估算煙苗根系AMF侵染率。

菌根侵染率=∑[(0%×根斷數+10%×根斷數+…+100%×根斷數)]/觀察總根段數×100%

2) 農藝性狀與煙葉經濟性狀。因數據不完整，只分析K326的農藝性狀和煙葉經濟性狀。在煙株打頂后按照行業標準YC/142-2010[17]，分別選取具有代表性煙株10株進行農藝性狀調查，記錄其株高、有效葉片數、莖圍、最大葉長和葉寬，并計算最大葉面積和葉面積系數。

最大葉面積=最大葉長×最大葉寬×0.634 5

葉面積系數=(平均單葉面積×單株葉數×株數)/取樣的土地面積

根據烤煙國標42級[18]及2018年國家烤煙收購價格，逐炕分處理分級測產，進行經濟性狀統計分析。

3) 煙葉氮(N)、磷(P)、鉀(K)和鎂(Mg)的含量。X2F、C3F、B2F等級初烤煙葉送貴州省煙草質量監督檢測站，參照文獻[19-21]的方法，用H2O2-H2SO4消解植株樣品，分別采用凱氏法、鉬銻抗比色法、火焰光度法和傅里葉變換近紅外光譜法測氮、磷、鉀和鎂的含量。

1.4 數據處理

采用Excel 2010和SPSS 18.0對數據進行統計與分析。

2 結果與分析

2.1 不同處理對煙苗根系的侵染率

從表1可知，CK(未接種AMF)煙苗根系侵染率為0；T1和T2煙苗的根系侵染率分別為76%和77%，侵染效果較好，表明所用的真菌菌種均適宜當地烤煙生產上應用。

表1 接種不同叢枝菌根真菌煙苗根系的侵染率

2.2 不同處理對K326打頂后農藝性狀的影響

從表2可知，不同處理K326打頂后株高、莖圍和有效葉數等農藝性狀的變化。株高：不同處理為116.53～123.66 cm，依次為T1>T2>CK，各處理間差異不顯著。莖圍：不同處理為9.32～10.07 cm，依次為T2>T1>CK，各處理間差異不顯著。有效葉數：不同處理為21.2～22.2片，依次為T1>T2=CK，各處理間差異不顯著。最大葉長：不同處理為74.28～81.44 cm，依次為T2>CK>T1，T2顯著長于T1和CK，T1與CK間差異不顯著。最大葉寬：不同處理為36.54～40.43 cm，依次為T2>T1>CK，CK顯著小于T1和T2，T1與T2間差異不顯著。最大葉面積：不同處理為1 727.95～2 089.17 cm2，依次為T2>T1>CK，T2顯著大于T1和CK，T1與CK間差異不顯著。綜合看，接種AMF菌劑后，可促進打頂煙株莖葉生長和提高葉片的開張度。

表2 接種不同叢枝菌根真菌K326打頂后的農藝性狀

2.3 不同處理對K326煙葉主要經濟性狀的影響

不同處理K326煙葉的產量、產值和上等煙率等主要經濟性狀的變化。產量和產值：T1最高，分別為2 388.45 kg/hm2和6 1877.25元/hm2；CK最低，分別為2 047.20 kg/hm2和53 439.75元/hm2；CK顯著低于T1和T2，T1與T2間差異不顯著。上等煙率：T1最高，為74.38%；CK最低，為67.25%；各處理間差異不顯著。中等煙率：T2最高，為25.41%；CK最低，為19.36%；各處理間差異不顯著。雜色煙率：CK最高，為13.39%；T1最低，為2.38%；CK顯著高于T1和T2，T1與T2間差異不顯著。表明，接種AMF可提高煙葉的主要經濟指標，進而提升煙葉經濟價值。

表3 接種不同叢枝菌根真菌K326煙葉的主要經濟性狀

2.4 不同處理對各品種煙葉氮含量的影響

從表4可知，不同處理K326和紅大的X2F、C3F和B2F煙葉氮含量的變化。K326：X2F，T2最高，為1.44%；CK最低，為1.07%；CK顯著低于T1和T2，T1與T2間差異不顯著。C3F，T2最高，為1.42%；CK最低，為1.14%；T2顯著高于T1和CK，T1顯著高于CK。B2F，T2最高，為1.48%；CK最低，為1.42%；各處理間差異不顯著。紅大：X2F，T2最高，為1.10%；CK最低，為0.82%；CK顯著低于T1和T2，T1與T2間差異不顯著。C3F，T2最高，為1.34%；CK最低，為0.82%；T2顯著高于T1和CK，T1顯著高于CK。B2F，T1最高，為1.09%；CK最低，為0.98%；各處理間差異不顯著。表明，不同AMF菌劑對提高各部位煙葉氮含量具有明顯促進作用，對中下部煙葉氮素含量提高的效果更好。

表4 接種不同叢枝菌根真菌初烤煙葉的氮含量

2.5 不同處理對各品種煙葉磷含量的影響

從表5看出，不同處理K326和紅大的X2F、C3F和B2F煙葉磷含量的變化。K326：X2F，T1最高，為0.39%；CK最低，為0.27%；CK顯著低于T1和T2，T1與T2間差異不顯著。C3F，T1最高，為0.34%；CK最低，為0.25%；T1顯著高于CK，T1與T2間和T2與CK間差異不顯著。B2F，T2最高，為0.33%；CK最低，為0.22%；T2顯著高于T1和CK，T1與CK間差異不顯著。紅大：X2F，T2最高，為0.23%；CK最低，為0.18%；T2顯著高于CK，T1與T2間和T1與CK間差異不顯著。C3F，T1最高，為0.33%；CK最低，為0.22%；T1顯著高于T2和CK，T2與CK間差異不顯著。B2F，T1最高，為0.39%；CK最低，為0.22%；CK顯著低于T1和T2，T1與T2間差異不顯著。

表5 接種不同叢枝菌根真菌初烤煙葉的磷含量

2.6 不同處理對各品種煙葉鉀含量的影響

從表6看出，不同處理K326和紅大的X2F、C3F和B2F煙葉鉀含量的變化。K326：X2F，T1最高，為2.61%；CK最低，為2.02%；CK顯著低于T1和T2，T1與T2間差異不顯著。C3F，T1最高，為2.47%；CK最低，為1.88%；T1顯著高于T2和CK，T2顯著高于CK。B2F，T1最高，為2.02%；CK最低，為1.86%；T1顯著高于CK，T1與T2間和T2與CK間差異不顯著。紅大：X2F，T1最高，為2.20%；CK最低，為1.48%；T1顯著高于T2和CK，T2與CK間差異不顯著。C3F，T1最高，為2.49%；CK最低，為1.70%；T1顯著高于T2和CK，T2顯著高于CK。B2F，T2最高，為2.56%；CK最低，為1.95%；CK顯著低于T1和T2，T1與T2間差異不顯著。表明，施用不同AMF均不同程度提高各部位煙葉的鉀含量，但不同烤煙品種各部位煙葉鉀積累效應存在差異。

表6 接種不同叢枝菌根真菌初烤煙葉的鉀含量

2.7 不同處理對各品種煙葉鎂含量的影響

從表7可知，不同處理K326和紅大的X2F、C3F和B2F煙葉鎂含量的變化。K326：X2F，T1最高，為0.93%；CK最低，為0.55%；T1顯著高于T2和CK，T2與CK間差異不顯著。C3F和B2F，均以T2最高，分別為0.91%和0.73%；CK最低，分別為0.57%和0.61%；T1與T2間差異不顯著，二者顯著高于CK。紅大：X2F，T1最高，為0.67%；CK最低，為0.52%；T1與T2間差異不顯著，二者顯著高于CK。C3F，T1和T2最高，均為0.92%；CK最低，為0.72%；T1與T2間差異不顯著，二者顯著高于CK。B2F，T1最高，為0.74%；CK最低，為0.68%；各處理間差異均不顯著。表明，施用不同AMF均可提高各部位煙葉的鎂含量。

表7 接種不同叢枝菌根真菌初烤煙葉的鎂含量

3 結論與討論

大量研究表明[22-26]，烤煙接種AMF后，能促進煙株的莖圍、株高、葉長葉寬和葉面積等農藝性狀的提高和增加，對烤煙生長有促生作用；株高和莖圍是與產量和產值有密切關系的指標，株高和莖圍在正常情況下與烤煙產量和產值成正相關[25]。研究結果表明，在苗期接種AMF可促進打頂后煙株莖葉生長，煙葉產量、產值、上等煙率、中等煙率和黃煙率提高，對提高煙葉等級質量，優化煙葉等級結構具有較好促進作用。與王茂勝等[3-4,11,22,26-27]的研究結果一致。主要是由于AMF與煙草營養根系形成菌根之后，增加了根系與土壤的接觸面積，活化土壤磷和鎂等養分，擴大了根際吸收范圍，使原來對植物生長無效的養分變為有效養分，促進煙株快速生長，增強煙株抗逆性，提高煙葉產量和品質[23-26]。

王剛等[28]研究指出，AM真菌可促進烤煙對土壤中氮、磷、鉀、鎂和鐵等礦質元素的吸收。研究結果表明，接種不同AMF均不同程度促進各部位煙葉氮含量的積累，尤其促進中下部葉氮含量的積累效果更明顯，與賀學禮等[25]研究結果相似。磷是煙草植株生長發育的必需營養元素之一，能促進煙株的細胞分裂，縮短煙苗從移栽到成熟所需要的時間。如果缺少磷元素，煙株會出現發育不良、成熟遲緩，嚴重時甚至老葉出現葉斑、焦枯，使煙葉的產量和質量都受到影響；菌根真菌可改善植物磷素營養并促進植物生長[29]。研究結果表明，接種不同AMF均促進不同烤煙品種各部位煙葉磷含量的積累，下部葉(X2F)的磷含量積累尤為顯著。與王剛等[28-29,31]研究結果相近。鉀在烤煙中是含量最豐富的陽離子，而且在許多情況下甚至是烤煙體內含量最高的礦質元素[30,32]。研究結果表明，2種AMF均可不同程度提高不同品種上、中、下部位煙葉鉀的含量，與李登武[10,29]等的研究結果相近。鎂是作物生長必需的大量元素，也是葉綠素的組成成分，能夠影響烤煙的生長發育及烤后煙葉的品質[33]。研究結果表明，不同AMF均可一定程度提高不同品種各部位煙葉的鎂含量，與王剛等[28]研究結果基本一致。王剛等[28]還報道，各種礦質元素在各葉位的分配比例及積累量因AM真菌與氮肥的不同組合而有差異；在煙草大田期接種AMF也有利于對礦質元素的吸收，提高煙草產量及品質，增加煙株抗病性及煙草對土壤重金屬耐性。總體看，不同AMF均對打頂后煙株莖葉生長有促進作用，且明顯提高煙葉的各項經濟指標；同時，不同AMF的應用也可促進各部位煙葉氮、磷、鉀和鎂含量的積累，但不同AMF對不同烤煙品種各部位煙葉的養分積累效果存在差異。因此，在苗期接種AMF對促進烤煙生長、提高煙農經濟效益和促進煙葉養分積累有較大的促進作用。